[发明专利]基于虚拟样机的迈步自移式机尾系统控制模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及机尾设计、自动控制等技术领域，具体涉基于虚拟样机的迈步自移式机尾系统控制模拟方法。

背景技术

在煤炭技术迅猛发展的今天，煤炭机械的绿色开采、综合机械化、自动化开采是其发展的必然方向，这就对综合采煤机械的要求更高。现阶段井下综采工作面及顺槽的输送设备为刮板输送机和可伸缩带式输送机，其工作状况和稳定程度直接影响到煤矿的开采进度和效率。

在井下回采工作面上，由于采掘工作面的不断变化，需要刮板输送机机、转载机与可伸缩带式输送机根据不同的工作环境和步骤进行动态搭接和配合来完成，而转载机与可伸缩带式输送机搭接处的自移式机尾的工作效率是影响综采工作面总体效率的一个重要因素，自移式机尾的研究对煤炭的开采有着重要的意义。

现阶段，我国的自移动式机尾产品比较单一，只有少数几个厂家有相应的产品，且其结构类似、型号和规格没能形成标准化、系列化。例如，其带宽和行程上可供选择的规格不多，市场上主要以带宽1200的产品为主，而皮带机的带宽系列中1400已经占有了很大的比例，造成大带宽的皮带机无法找到其匹配的机尾；再如，由于其推移行程的限制，与某些型号的转载机进行搭接时，其行程不能形成理想的整数倍，造成在搭接的过程中行程的浪费以及工作状态的不稳定，使得其产品的在实际工作环境中的过渡时间占到了很大的部分，降低综采工作面的总体生产效率。

由于其自身工作原理的限制，自移式机尾对巷道内底板的硬度要求较高，若硬度不够很容易引起陷底、啃底的现象，且自身质量较大，在产生上述状况之后很难进行调整和补救。实际调研得知，在综采工作面的生产过程中，若底板的硬度较低，会直接导致其工作性能不佳，对工作面的生产进度有着较大的不良的影响。

在现阶段，煤矿机械的研制过程一般遵从这样的顺序：先进行概念设计和方案论证，再进行产品设计，然后制造物理样机，最后进行试验，以验证设计的正确性。其中有些产品的试验是破坏性的，当发现缺陷以后，欲得到质量较为完善的产品，需要对原始的设计参数进行相应的修改设计，在理论上解决相应的问题后进行改进后的物理样机制作，再利用改进后的物理样机进行验证。只有通过周而复始的设计——试验——改进设计过程，才能完成全部的设计流程，才能使最终的工业化生产产品才能达到预期的要求、实现预期的功能。冗长的设计——制造——试验循环过程，不仅会使机械产品进入市场前的准备时间过长，也会增加产品的开发成本，并且由于试验中所采用的工况种类有限，机械产品很可能会先天不足，在实际使用中难以达到设计性能。因此，在目前竞争日益激烈的市场背景下，基于物理样机实验的设计验证这一传统的设计方法会严重影响产品的设计开发时间，制约产品质量的提高、成本降低和市场占有。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种以虚拟样机系列软件为依托，由Soildworks和ADAMS虚拟样机软件来构建机械系统模型，由AMESIM软件构建液压系统，并负责测量各种运动参数并生成各种控制信号，实现多软件、多系统、多领域的计算机联合仿真，利用虚拟样机技术可以在不用制造物理样机的基础下，最大限度的模拟和替代实物样机，并减小物理样机实验的周期与成本。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于虚拟样机的迈步自移式机尾系统控制模拟方法，

第一步，在ADAMS搭建迈步式自移机尾样机，自移式机尾主要包括小车、机头、导轨、机尾、导架。将各部分组件装配完成后再进行自移式机尾的总体装配，在装配的同时注意保证各运动副的工作状况，确保模型的正确性。

此模型对相关的零部件进行的三维的计算机建模，并对相应的运动副进行了设置，能准确的模拟自移式机尾的各种运动状况，为下一步虚拟样机机械模型平台的建模提供了基础的数字化三维模型。

其中在滑靴、导轨等油缸工作处添加了相应的滑移运动副，可实现模型的相应运动，其油缸与运动副的对于情况如下:

1.偏移油缸——滑靴底座与导架之间的滑移副；

2.抬升油缸——抬升油缸导套与机体间的滑移副；

3.推移油缸——小车车轮与导轨的滚动摩擦副；

4.调角油缸————导架与机体连接处的旋转副；